CN109334162A - 一种多层结构的假合金复合材料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种多层结构的假合金复合材料，该复合材料包括第一金属、第二金属和第三金属，所述第一金属和第二金属的熔点均大于所述第三金属的熔点。本发明还提供了上述复合材料的制备方法和应用。本发明的多层结构的假合金复合材料，熔渗后就能直接形成多层结构，各层之间无缝结合，界面结合力优于机械轧制制备的复合材料，不同金属在熔渗过程中直接实现多元层状一体成型，成型后的材料无需再通过轧制法复合，本发明所提供的多层结构的假合金复合材料的制备方法，工艺步骤简单，条件不苛刻，利于推广应用。

Description

一种多层结构的假合金复合材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于金属复合材料技术领域，具体涉及一种多层结构的假合金复合材料及其制备方法和应用。
背景技术
现有技术中，多层结构的复合材料主要采用机械轧制复合的的方法制备，即分别将已制备好的各材料，按照设计要求、厚度比例分别加工好后，先配对铆制结合在一起，然后再经过高温加热和轧制，使各层状材料在压力和温度的作用下，机械地咬合在一起，从而形成一种多层结构的复合材料。
通过上述机械轧制复合的方法制备层状复合材料，一方面，由于各层材料在配比复合之前已经单独成型，各层材料相对独立，因此在轧制过程中由于各层材料不同，产生的形变不一致，导致比如层厚比误差太大，各层间的变形不均匀等问题，会严重影响各层材料在最终成型体中的比例，使最终得到的产品与前期设计的产品要求相差甚远；另一方面，通过机械轧制复合的方法制备的层状复合材料，层与层之间的界面比较明显，容易出现界面结合不理想最终影响整个复合材料的综合性能。
发明内容
为解决现有技术中，通过机械轧制复合制备层状复合材料，层间结合力差以及制备过程中材料变形的问题，本发明的目的之一是提供一种多层结构的假合金复合材料。
本发明的目的之二是提供上述多层结构的假合金复合材料的制备方法。
本发明的目的之三是提供上述多层结构的假合金复合材料的应用。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种多层结构的假合金复合材料，所述多层结构的假合金复合材料包括
第一金属、第二金属和第三金属，所述第一金属和第二金属的熔点均大于所述第三金属的熔点；
优选地，所述第一金属、第二金属和第三金属分别形成第一金属层、第二金属层和第三金属层，所述第一金属层和第二金属层被第三金属层所包裹。
进一步优选地，所述第一金属层与所述第二金属层相邻设置。
进一步优选地，所述第一金属层设置于所述多层结构的假合金复合材料中部，所述第二金属层设置于所述第一金属层两侧。
进一步优选地，所述第二金属层设置于所述多层结构的假合金复合材料中部，所述第一属层设置于所述第二金属层两侧。
优选地，所述第一金属包括钨、钼和镍中的至少一种。
优选地，所述第二金属包括钨、钼和镍中的至少一种。
优选地，所述第三金属包括铜、银、铝和镁中的至少一种。
上述多层结构的假合金复合材料的制备方法，其特征在于，步骤包括：
(1)将第一金属的粉末，加压成型后得到内部含有孔隙的第一金属层坯体；
(2)将第二金属第粉末，加压成型后得到内部含有孔隙的第二金属层坯体；
(3)取第三金属的金属块，与步骤(1)的第一金属层坯体和步骤(2)的第二金属层坯体组合后烧结。
上述多层结构的假合金复合材料在电子封装产品中的应用。
本发明中，将组合好的第一金属层坯体、第二金属层坯体和第三金属的金属块，放入到有气氛保护的高温炉里加热，加热到第三金属的熔点温度以上，同时加热温度不超过第一金属和第二金属的熔点温度，使第三金属的金属块熔化，在高温炉里，由于熔化后的第三金属液与未熔化的第一金属层坯体或第二金属层坯体有较好的润湿性，在毛细管效应作用下，熔化的第三金属液，渗入到第一金属层坯体或第二金属层坯体中，形成多层结构的假合金复合材料。
本发明的有益效果
1、本发明的多层结构的假合金复合材料，熔渗后就能直接形成多层结构，各层之间无缝结合，界面结合力优于机械轧制制备的复合材料；
2、采用本发明提供的方法，不同金属在熔渗过程中直接实现多元层状一体成型，成型后的材料无需再通过轧制法复合；
3、本发明的多层结构的假合金复合材料，致密性较好，各金属间并不发生化学反应，可以综合利用多个金属的性能特点，除具备3种金属的原有特性外，复合材料产生的综合性能可以满足更大领域的应用；
4、本发明所提供的多层结构的假合金复合材料的制备方法，工艺步骤简单，条件不苛刻，利于推广应用。
附图说明
图1是第一金属坯体的示意图。
图2是是第二金属坯体的示意图。
图3是第三金属的金属块示意图。
图4是实施例1的7层结构复合材料组合方式和制备流程示意图。
图5是实施例1的7层结构复合材料的结构示意图。
图6是实施例2的7层结构复合材料组合方式和制备流程示意图。
图7是实施例2的7层结构复合材料的结构示意图。
图8是实施例3的5层结构复合材料组合方式和制备流程示意图。
图9是实施例3的5层结构复合材料的结构示意图。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，并结合附图说明对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例1
一种7层结构的假合金复合材料，制备方法为：
(1)将第一金属的粉末，加压成型后得到内部含有孔隙的第一金属层坯体1，如图1所示；
(2)将第二金属第粉末，加压成型后得到内部含有孔隙的第二金属层坯体2，如图2所示；
(3)取第三金属的金属块3，如图3所示，与步骤(1)的第一金属层坯体1和步骤(2)的第二金属层坯体2组合后烧结，流程如图4所示。
第一金属为钨，第二金属为钼，第三金属为铜。
7层结构的假合金复合材料结构如图5所示，该7层结构的假合金复合材料包括从上至下依次排布的第三金属层3、第一金属层1、第三金属层3、第二金属层2、第三金属层3、第一金属层1和第三金属层3。
实施例2
一种7层结构的假合金复合材料，制备方法为：
(1)将第一金属的粉末，加压成型后得到内部含有孔隙的第一金属层坯体1，如图1所示；
(2)将第二金属第粉末，加压成型后得到内部含有孔隙的第二金属层坯体2，如图2所示；
(3)取第三金属的金属块3，如图3所示，与步骤(1)的第一金属层坯体1和步骤(2)的第二金属层坯体2组合后烧结，流程如图6所示。
第一金属为钨，第二金属为钼，第三金属为铜。
7层结构的假合金复合材料结构如图7所示，该7层结构的假合金复合材料包括从上至下依次排布的第三金属层3、第二金属层2、第三金属层3、第一金属层1、第三金属层3、第二金属层2和第三金属层3。
实施例3
一种5层结构的假合金复合材料，制备方法为：
(1)将第一金属的粉末熔化，加压成型后得到内部含有孔隙的第一金属层坯体1，如图1所示；
(2)将第二金属第粉末熔化，加压成型后得到内部含有孔隙的第二金属层坯体2，如图2所示；
(3)取第三金属的金属块3，如图3所示，与步骤(1)的第一金属层坯体1和步骤(2)的第二金属层坯体2组合后烧结，流程如图8所示。
第一金属为钨，第二金属为钼，第三金属为铜。
5层结构的假合金复合材料结构如图9所示，该5层结构的假合金复合材料包括从上至下依次排布的第三金属层3、第二金属层2、第三金属层3、第一金属层1和第三金属层3。

Claims (10)

1.一种多层结构的假合金复合材料，其特征在于，所述多层结构的假合金复合材料包括：
第一金属、第二金属和第三金属，所述第一金属和第二金属的熔点均大于所述第三金属的熔点。
2.根据权利要求1所述的多层结构的假合金复合材料，其特征在于，所述第一金属、第二金属和第三金属分别形成第一金属层、第二金属层和第三金属层，所述第一金属层和第二金属层被第三金属层所包裹。
3.根据权利要求2所述的多层结构的假合金复合材料，其特征在于，所述第一金属层与所述第二金属层相邻设置。
4.根据权利要求2所述的多层结构的假合金复合材料，其特征在于，所述第一金属层设置于所述多层结构的假合金复合材料中部，所述第二金属层设置于所述第一金属层两侧。
5.根据权利要求2所述的多层结构的假合金复合材料，其特征在于，所述第二金属层设置于所述多层结构的假合金复合材料中部，所述第一属层设置于所述第二金属层两侧。
6.根据权利要求1所述的多层结构的假合金复合材料，其特征在于，所述第一金属包括钨、钼和镍中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的多层结构的假合金复合材料，其特征在于，所述第二金属包括钨、钼和镍中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的多层结构的假合金复合材料，其特征在于，所述第三金属包括铜、银、铝和镁中的至少一种。
9.根据权利要求1～8任一项所述多层结构的假合金复合材料的制备方法，其特征在于，步骤包括：
(1)将第一金属的粉末，加压成型后得到内部含有孔隙的第一金属层坯体；
(2)将第二金属第粉末，加压成型后得到内部含有孔隙的第二金属层坯体；
(3)取第三金属的金属块，与步骤(1)的第一金属层坯体和步骤(2)的第二金属层坯体组合后烧结。
10.如权利要求1～8任一项所述多层结构的假合金复合材料和权利要求9所述方法制备的多层结构的假合金复合材料在电子封装产品中的应用。
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